Общие индикаторы кислотной основы

Индикаторы кислоты и основания используются в химии для определения pH вещества. Они меняют свой цвет в зависимости от того, добавлены ли они к кислоте, основанию или нейтральному веществу. Большинство индикаторов сами по себе слабые кислоты и реагировать на изменения концентрации ионов водорода.

Диапазон pH составляет от 0 до 14, где 7 является нейтральным. PH выше 7 указывает на основание, а значение ниже 7 указывает на кислоту. Шкала pH является логарифмической, и при изменении каждого отдельного числа на шкале происходит десятикратное изменение кислотности или щелочности (основности).

Кислотные и основные индикаторы чувствительны к изменению pH, а точнее к изменению концентрации ионы водорода, H⁺, в растворе.

Большинство кислотных и основных индикаторов представляют собой большие органические молекулы, которые содержат чередующиеся двойные и одинарные углерод-углеродные связи. В основных растворах кислотные и основные индикаторы становятся ионами, теряя ионы водорода из своего химического состава, обычно из группы ОН. Это изменяет структуру молекулы, в результате чего индикаторы поглощают свет с разной длиной волны и меняют цвет.

Многие типы индикаторов работают по всей шкале pH. Важно выбрать тот, который соответствует рассматриваемому диапазону pH. Ниже приведены несколько общих индикаторов.

Одним из распространенных кислотно-щелочных индикаторов является лакмусовая бумага, созданная обработкой фильтровальной бумаги красителем, полученным из лишайников. Раствор, нанесенный на лакмусовую бумагу, либо сохранит цвет лакмусовой бумаги, либо изменит его.

Красная лакмусовая бумажка - слабая дипротонная кислота; он может отдавать два атома водорода. При pH ниже 4,5 красная лакмусовая бумажка остается красной, но становится синей в основе. При pH выше 8,3 синяя лакмусовая бумажка остается синей, но становится красной в кислоте.

Лакмусовая бумажка не может определить значение pH, только для различать кислоты и основания. Нейтральная лакмусовая бумага фиолетового цвета.

Индикатор фенолфталеина представляет собой слабую кислоту, которая имеет две разные структуры в зависимости от того, находится ли она в растворе щелочи (розовый) или кислоты (бесцветный). Раствор щелочи поглощает свет в видимом спектре света, и человеческий глаз воспринимает изменение цвета на розовый при уровне pH 8,2, продолжающееся ярким пурпурным при pH 10 и выше.

Фенолфталеин обычно используется в качестве индикатора в экспериментах по кислотно-щелочному титрованию в химической лаборатории. Раствор известной концентрации осторожно добавляют к раствору неизвестной концентрации и индикатора фенолфталеина. Когда раствор превращается из бесцветного в розовый (или наоборот), титрование или достигнута точка нейтрализации, и можно рассчитать неизвестную концентрацию.

Бромтимоловый синий, слабая кислота, чаще всего используется в качестве индикатора для относительно нейтральных растворов - слабых кислот и оснований. Диапазон pH составляет от 6 до 7,6. Раствор кажется желтым до pH 6, в нейтральном растворе он становится зеленым, и он становится синим в щелочных растворах с pH выше 7,6.

В лаборатории бромтимоловый синий часто используется как биологическое пятно на предметном стекле, для тестирования фотосинтеза и может использоваться для тестирования pH в плавательных бассейнах.

В качестве индикатора кислоты и основания метиловый красный цвет становится красным в кислых растворах при pH 4,4 и ниже и становится желтым при достижении pH 6,2. Между этими конечными значениями цвета, в диапазоне pH от 4,4 до 6,2, цвет оранжевый.

Метиловый красный может использоваться как индикатор кислоты и основания в лаборатории и как азокраситель, самая большая группа синтетических красители, обычно используется для обработки текстильных изделий.

Универсальный индикатор - это раствор, содержащий смесь индикаторов, чаще всего фенолфталеина, метилового красного и бромтимолового синего. Определение приблизительного pH достигается добавлением в раствор нескольких капель универсального индикатора.

Красный цвет указывает на сильную кислоту в диапазоне pH от 1 до 4, тогда как слабая кислота имеет оранжевый оттенок. В нейтральном растворе цвет становится желто-зеленым. Пурпурный указывает на сильное основание, pH выше 11, тогда как слабые основания имеют голубоватый оттенок.